基于卡尔曼滤波的北斗接收机高灵敏度跟踪算法研究

为了提升载波跟踪环路滤除噪声干扰的能力,引入一种作为可靠最优估计方法的卡尔曼滤波估计算法,用于解决高动态或弱信号环境载波跟踪环路难以稳定工作的问题.首先分析噪声对跟踪环路产生的影响,讨论采用卡尔曼滤波估计算法的理论设计依据,并且从环路结构、模型建立和优化设计三方面着手设计了自适应卡尔曼滤波跟踪环路.试验结果表明,无论在静态还是动态场景,其定位性能和精度与传统跟踪环路相比,均有较大幅度提升.     

北斗弱信号跟踪相干积分算法设计

为了提高北斗接收机弱信号跟踪灵敏度,解决北斗信号中NH码跳变和比特跳变频繁限制相干积分时间加长的问题,提出一种基于相干积分的北斗弱信号优化跟踪算法.首先,利用分组比特匹配方法进行位同步/帧同步算法优化,实现全比特相干积分;然后,采用最大似然法对数据比特值进行估计和解码,实现跨比特相干积分;最后,利用卫星导航系统开发平台开展仿真验证,分别实现了20ms和40ms时间的相干积分,结果表明,采用40ms积分后信噪比提升约16dB.所提出算法能够稳定可靠地实现北斗信号位同步和帧同步功能,并快速地剥离NH码,消除数据比特跳变和NH码相位变化的影响,可实现全比特相干积分和跨比特相干积分,有效提高北斗弱信号跟踪灵敏度.     

基于改进和声搜索的自适应DBSCAN算法

DBSCAN算法作为一种经典的聚类算法被广泛地应用于各领域,但由于其参数的自适应性较差,应用效果完全取决于参数的设置。基于此,提出了基于改进和声搜索的自适应DBSCAN算法,以提高DBSCAN算法的自适应性。算法采用K-平均最近邻算法优化初始种群,从而改善初始种群质量,为后续的进化计算提供优质解;设计了基于双差分的更新算子,提升算法的搜索能力;采用两种更新策略结构避免算法过早收敛,提高和声搜索算法的寻优能力进而全面提升DBSCAN算法的自适应性。采用多种数据集并设计对比实验验证提出的算法。实验结果表明,提出的算法具有更佳的识别能力和自适应性。     

GPS/INS 超紧组合环路信息耦合模型及机理分析

在对不同GPS/INS超紧组合模型特点分析的基础上构建超紧组合中惯性与卫星环路信息耦合模型,提出了环路复制信号参量的外部控制方法,论证了超紧组合模型中环路信息与惯性导航结果的耦合机理.最后,进行了超紧组合耦合实验验证和分析,结果表明,超紧组合系统环路信号参量偏差与惯性状态误差间有着紧密的内在联系和深层次的耦合机理.     

小型四旋翼飞行器试验平台设计

为了实现小型四旋翼飞行器的自主导航,进行自主飞行的相关试验,并为控制器设计和微小型导航系统性能试验等研究工作提供实体验证平台,开展了小型四旋翼飞行器系统的设计.完成了系统的模块化设计,进行硬件电路设计和调试以及平台的搭建,实现导航、控制、通信等功能模块的集成.设计PC机监控软件,完成了基于USB HID协议的操纵杆数据读取,对操纵杆遥控控制模式下小型四旋翼飞行器进行实时监测,实现人机交互、控制方式选择、对飞行姿态和路线的设置、飞行器导航参数的显示等功能,开展了飞行试验,验证所设计平台各功能模块的可行性.